間隔織物及等離子體處理對(duì)其功能特性的影響

S.Sundaresan, A. Arunraj

Kumaraguru技術(shù)學(xué)院(印度)

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間隔織物及等離子體處理對(duì)其功能特性的影響

S.Sundaresan, A. Arunraj

Kumaraguru技術(shù)學(xué)院(印度)

對(duì)多種間隔織物的透氣性、熱傳導(dǎo)性及低應(yīng)力下的力學(xué)性能等進(jìn)行了定量研究。測(cè)試了等離子體處理前后間隔織物的厚度、質(zhì)量、耐磨性、水蒸氣滲透性、芯吸性及浸潤(rùn)性等。研究表明：透氣性、熱傳導(dǎo)性和吸濕性能與間隔紗線的類型和排列密切相關(guān)，等離子體處理時(shí)間也會(huì)影響間隔織物的性能。分析得知：等離子體處理對(duì)間隔織物的透氣性、熱傳導(dǎo)性和力學(xué)性能影響顯著。

間隔織物； 等離子體處理； 氧氣； 氬氣； 性能

對(duì)間隔織物進(jìn)行等離子體處理，并進(jìn)行了相關(guān)研究。等離子處理可使紡織品表面改性，獲得所需性能，如提升潤(rùn)濕性或黏附力?？椢锏牡入x子體處理已從原始概念期進(jìn)入了生長(zhǎng)應(yīng)用期，大量的試驗(yàn)研究開始將潛在的可能轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)生產(chǎn)。本文旨在闡述常壓下紡織品等離子體表面處理技術(shù)的現(xiàn)狀，等離子體處理對(duì)一些性能的影響，以及用于紡織材料特殊功能處理的等離子體處理工藝技術(shù)。項(xiàng)目報(bào)告同時(shí)揭示了采用氬氣、空氣和氧氣之類非高聚物氣體進(jìn)行的常壓等離子體處理對(duì)表面的影響。本文通過定性和定量表征技術(shù)分析，討論了經(jīng)等離子體處理的間隔織物在化學(xué)和形態(tài)特征方面的性能(如芯吸高度、表面能和芯吸性)變化。

1　原料和方法

試驗(yàn)所用間隔織物的規(guī)格如表1所示。試驗(yàn)使用氬氣和氧氣對(duì)間隔織物進(jìn)行常壓等離子體處理(圖1)，反應(yīng)在等離子體反應(yīng)器中進(jìn)行。

2　等離子體反應(yīng)器

本研究使用印度M/s hydro pneo Vac提供的3 kV、500 mA的電容耦合直流常壓等離子體系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可使兩電極之間的距離在幾毫米到15 cm之間變化，等離子體由可變量輸出的能量供給生成，系統(tǒng)允許電極分離和用其他電極替換，目前的研究中單獨(dú)使用鋁和銅電極。

表1　間隔織物試樣規(guī)格

圖1　等離子體處理

將20 cm×20 cm的試樣放置在兩個(gè)平行電極平面之間，采用常壓等離子體用間隔3 cm的鋁和銅電極處理相同的時(shí)間?？椢镌嚇颖环胖迷趦蓚€(gè)電極之間，采用可旋轉(zhuǎn)的真空泵調(diào)節(jié)工作壓強(qiáng)，持續(xù)抽真空10 min，然后開啟電源?？捎秒娫瓷系男o調(diào)節(jié)電極之間的輸出功率。持續(xù)進(jìn)行輝光放電，并在關(guān)閉開關(guān)后，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)織物試樣進(jìn)行等離子體處理，試樣允許在真空環(huán)境下放置10 min，關(guān)閉真空泵后，試樣在處理室內(nèi)用氣體清洗，最后取出試樣，進(jìn)行分析。氣體流速保持為10 cm3/min。

3　試驗(yàn)方法

具體試驗(yàn)方法如下：

——測(cè)試等離子體處理前間隔織物的性能；

——間隔織物等離子體處理；

——測(cè)試等離子體處理后間隔織物的性能；

——測(cè)試結(jié)果分析；

——分析、比較結(jié)果，并決定最終用途。

4　測(cè)試性能

測(cè)試的性能包括：

——質(zhì)量；

——厚度；

——透氣性；

——透水性；

——熱傳導(dǎo)性；

——潤(rùn)濕性。

5　結(jié)果與討論

由表2和圖2可見，經(jīng)等離子體處理后，間隔織物的透氣性提升，而用氧氣處理的試樣的透氣量比用氬氣處理的低。

圖2　空氣滲透率測(cè)試結(jié)果

試樣等離子體處理前氧氣處理氬氣處理5min10min15min5min10min15min1#18.16718.27418.40718.50518.60518.79918.9882#19.02219.32219.42219.58319.60519.72219.8873#18.01718.25218.38318.49918.59118.63818.8474#18.33218.45518.62218.74418.86618.94419.0095#18.44418.56418.61118.74518.84418.91119.0126#17.88817.94418.01118.27718.38318.45318.627

由試驗(yàn)結(jié)束可知，經(jīng)等離子體處理后，織物厚度由于等離子體處理時(shí)織物表面發(fā)生反應(yīng)而有所減小(表3和圖3)。

間隔織物試樣等離子處理前后的水蒸氣滲透性如表4和圖4所示，柱狀圖顯示經(jīng)等離子體處理后試樣的數(shù)值降低，但這表明間隔織物自身的水蒸氣滲透性提高，氬氣處理的間隔織物比氧氣處理的水蒸氣滲透性好。

表5和圖5顯示了等離子體處理前后間隔織物試樣的熱傳導(dǎo)性，表明經(jīng)等離子體處理后間隔織物的熱傳導(dǎo)性有所下降。

圖3　厚度測(cè)試結(jié)果

圖4　水蒸氣滲透性測(cè)試結(jié)果

圖5　熱傳導(dǎo)性測(cè)試結(jié)果

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表4　水蒸氣滲透性測(cè)試結(jié)果

表5　熱傳導(dǎo)性測(cè)試結(jié)果

表6和圖6顯示了間隔織物試樣的潤(rùn)濕性能，等離子體處理后間隔織物本身的潤(rùn)濕性更好。表7和圖7表明了間隔織物試樣的芯吸性，等離子體處理后間隔織物試樣的芯吸能力提高，這些間隔織物試樣等離子體處理之前已有足夠的芯吸能力。

表8和圖8顯示了等離子體處理前后間隔織物的質(zhì)量變化(用織物面密度進(jìn)行表征)，可見，由于等離子體處理過程中發(fā)生的蝕刻反應(yīng)，間隔織物試樣的質(zhì)量略有下降。

圖6　潤(rùn)濕性能測(cè)試結(jié)果

圖7　芯吸性測(cè)試結(jié)果

圖8　面密度測(cè)試結(jié)果

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表7　芯吸性測(cè)試結(jié)果

由表9和圖9、表10和圖10可知，經(jīng)等離子體處理后間隔織物正、反面的耐磨性都下降。

圖9　耐磨性測(cè)試結(jié)果(正面)　　圖10　耐磨性測(cè)試結(jié)果(反面)

試樣等離子體處理前氧氣處理氬氣處理5min10min15min5min10min15min1#3.1253.8803.3333.2263.1253.1253.1252#6.2503.0303.3333.3333.1253.1255.8803#4.5459.0909.52315.000 5.8829.57310.0004#6.8967.40711.5304.5404.5403.8464.0005#9.5233.7038.0004.1663.4803.5713.8466#6.2505.8806.6603.2253.6703.1253.255

表10　耐磨性測(cè)試結(jié)果(反面)

歐陽學(xué)燕 譯顏雪 校

Spacer fabrics and the effect of plasma treatment on its functional characteristics

S.Sundaresan,ArumugamArunraj

KumaraguruCollegeofTechnology,Coimbatore/India

A quantitative investigation of various spacer fabric characteristics, such as air permeability, thermal conductivity and low stress mechanical properties was studied. These characteristics of spacer fabrics, including thickness, weight, abrasion resistance, water vapor permeability, wicking and weting, based on the test before plasma treatment and after plasma treatment were tested. It was found that air permeability, thermal conductivity and wettability properties depend very much on the spacer yarn type and arrangement, and plasma treatment on spacer fabric different timing to varying the properties. It was believed that the fabric showed a very significant effect on the air permeability, thermal conductivity and mechanical properties of spacer fabric.

spacer fabric； plasma treatment； oxygen gas； argon gas； property